ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 2019, том 45, № 8, с. 531-546
СЕЙФЕРТОВСКАЯ ГАЛАКТИКА NGC 1275 — СВЕРХТОНКАЯ
СТРУКТУРА
© 2019 г. Л. И. Матвеенко*, С. С. Сиваконь
Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
Поступила в редакцию 04.03.2019 г.; после доработки 28.05.2019 г.; принята к публикации 28.05.2019 г.
По данным наблюдений на VLBA (архив НРАО), λ = 2 см, построены радиокарты сейфертовской
галактики NGC 1275 с разрешением 25 мкс, эпохи 1995-2015 и λ = 7 мм (архив Бостонского
университета) эпохи 2000-2015 гг. с разрешением 20 мкс. Выделена кольцевая структура диаметром
ϕ ≈ 2 мс (1 пк), наклоненная под углом 60 к картинной плоскости, включающая три центра активно-
сти — вихря. Окружающая релятивистская плазма поступает по двум рукавам в основной северный
центр и эжектируется в южном направлении X ≈ -10 пустотелой трубкой-джетом диаметром
0.12 мс. В удаленной части джета на расстоянии ρ ≈ 2.5 мс расположен второй центр активности —
вихрь, плоскость которого ориентирована параллельно джету. Избыточный угловой момент уносится
коаксиальным потоком,
21 0.8 и
22 0.3 мс, в восточном направлении X ≈ -90, где формируется
третий центр активности. Эжекция коаксиального потока
31 0.7 и
32 0.35 мс происходит в
северном направлении. Проекции обоих коаксиальных потоков образуют на картинной плоскости
узлы сетки. Раздвоение сопла в первой системе наблюдается при разрешении 3 мкс. Размеры двух
последующих центров активности соответствуют 80 × 40 и 80 × 120 мкс. Результаты исследований
тонкой структуры галактик в поляризованном излучении будут опубликованы в следующей работе, II.
Ключевые слова: активные ядра галактик, сверхтонкая структура NGC 1275, вихревая природа, три
центра активности, джеты.
DOI: 10.1134/S0320010819080060
ВВЕДЕНИЕ
ет Ne 1.5 × 106 см-3, а в плотных вкраплениях,
излучающих яркие эмиссионные линии, достига-
Сейфертовская галактика NGC 1275 — извест-
ет Ne 8 × 108 см-3. Преобладает поглощение в
ный радиоисточник 3С 84, находится на рассто-
восточной части экрана (Ромни, 1979). Скорость
янии 110 Мпк, что соответствует линейным раз-
этой составляющей отличается от скорости во-
мерам 0.55 пк/мс. Несмотря на многолетние ис-
локон и соответствует8200 км/с. Радиоспектр
следования установить детальную природу, про-
источника 3С 84 имеет высокочастотный избыток,
текающие в ней процессы не удалось. По одним
представлениям, это сталкивающиеся галактики
определяемый компактным ядром. Его излучение
(Минковский, 1957), по другим — взрывающаяся
переменно и наблюдается в виде всплесков (Баррет
галактика (Бербидж, Бербидж, 1965). В оптике
и др., 1965; Дент, 1965; Костенко, Матвеенко,
наблюдаются две системы волокон, ориентирован-
1966, 1968). Характерное время нарастания потока
ные под углами60 и -10. Предполагается, что
не превышает одного года, что свидетельствует о
системы волокон относятся к галактике позднего
достаточно малых угловых размерах области из-
типа (Рубин и др., 1977). Скорости волокон со-
лучения. Наблюдения со сверхдлинными базами
ответствуют5200 км/с. Считается, что расщеп-
(РСДБ) на длине волны λ = 3 см позволили вы-
ления спектральных линий в области ядра опре-
делить компактное ядро размерами0.3 мс дуги и
деляются относительной скоростью излучающих
две компоненты, удаленные на расстояния3 мс
областей600 км/с, движущихся вокруг центра с
дуги в направлении 9 и 170 (Матвеенко и др.,
периодом104 лет (Дибай, 1968). Масса меньшего
1973; Скилицции и др., 1975). Наблюдения на
ядра,3 × 108MSun, (Шкловский, 1978). Плот-
длине волны 1.35 см с разрешением 0.1 мс дуги
ность электронов поглощающей среды, затеняю-
в период спада высокой активности установили
щей центральную область галактики, соответству-
раздвоение структуры активной области (Паулини-
Тос и др., 1978; Матвеенко и др., 1979, 1980). Наши
*Электронный адрес: lmatveenko@gmail.com
представления о галактике в основном ограничи-
531
532
МАТВЕЕНКО, СИВАКОНЬ
вались уточнениями отдельных сторон моделей.
1.0
Практически, это относится ко всем объектам с
1
50
активными ядрами. Сколь бы ни были оригинальны
модели, они не продвигали нас вперед, нужны были
реальные представления о процессах, протекаю-
щих в ядрах — активных зонах. Не зря говорят:
0
“Лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать”.
Угловые размеры зон чрезвычайно малы и менее
всего можно было ожидать больших успехов в
области в радиоизлучения. Однако развитие ме-
150
тодов анализа радиоизлучения, в том числе на
когерентном уровне, создание технических средств
Рис. 1. Отклик РСДБ-сети.
исследований типа РСДБ позволили преодолеть
эту проблему и достигнуть предельного углового
разрешения до мкс дуги, (Матвеенко и др., 1965;
позволило реализовать предельное угловое раз-
Матвеенко, 2007, 2018). Исследования сейфертов-
решение, определяемое рассеянием на неоднород-
ской галактики NGC 1275 подводят итог исследо-
ностях межзвездной среды ϕsc ≈ λ2см/ sin b0.5 мкс,
ваниям сверхтонкой структуры объектов с актив-
где b — галактическая широта источника. Яркость
ными ядрами: 3С 273, 3С345, 454.3, OJ287, Леб А
фрагментов исследуемого объекта 3С 84 в среднем
и Дева А, определению природы и связи протекаю-
соответствует оптимальному угловому разрешению
щих процессов (Матвеенко, Сиваконь, 2013, 2017;
20-25 мкс (0.01 пк). Яркость потока на выходе
Матвеенко, Селезнев, 2015, 2016, 2017; Матве-
сопла существенно выше, что позволяет достигнуть
енко, Демичев, 2017). Исследования охватывают
углового разрешения до микросекунд (1 мпк).
широкий временной интервал эпох периода 1995-
2015 гг., λ = 2 см и 2010-2015 гг., λ = 7 мм,
ТОНКАЯ СТРУКТУРА АКТИВНОЙ
что позволяет установить кинематику процессов,
ОБЛАСТИ ГАЛАКТИКИ
протекающих в активных зонах, определить ха-
рактерные особенности и их различия в рассмат-
Мы исследовали структуру активной области
риваемой группе объектов. Получены радиокарты
галактики NGC 1275 на волне λ = 7 мм, в том
исследуемых объектов в широком спектре угловых
числе в поляризованном излучении, по архивным
разрешений до предельных значений — мкс ду-
VLBA данным наблюдений Бостоновского Уни-
ги. В следующей работе предполагается провести
верситета для 40 эпох за период 2010-2015 гг. с
анализ особенностей поляризованного излучения.
угловым разрешением до 5 мкс (2.7 мпк). На волне
Для общего представления об исследованиях тон-
7 мм достаточно высока яркость фрагментов ис-
кой структуры объектов рассмотрим, что измеряет,
следуемой структуры и мало влияние поглощения.
видит РСДБ-система, каков ее отклик.
В связи с ограничением объема публикации мы
приводим наиболее характерные карты в рассмат-
риваемом периоде, (Матвеенко, Сиваконь, 2019).
ОТКЛИК РСДБ-СИСТЕМЫ — ДИАГРАММЫ
Оптимальное разрешение для исследований тон-
НАПРАВЛЕННОСТИ
кой структуры галактики соответствует 20-25 мкс.
Исследования структуры объекта на РСДБ-
Рассмотрим структуру активной зоны. Окружа-
сети определяются откликами интерферометров:
ющее вещество поступает в активную зону по рука-
откликом синтезированной диаграммы направлен-
вам с двух противоположных направлений, эпохи
ности сети от наблюдаемого объекта. Отклик син-
(31.05.2013, 02.07.2015), и эжектируется в южном
тезированной диаграммы направленности РСДБ-
направлении, унося избыточный угловой момент
системы можно представить в упрощенном виде в
(рис. 2). Две параллельные полоски соответствуют
виде гауссоиды — вещественной части отклика, и
тангенциальным направлениям пустотелого пото-
мнимой части — фазы, пунктирная линия рис. 1.
ка — джета. Контрджет направлен в северном на-
Ширина диаграммы направленности веществен-
правлении, его размеры не превышают0.3 мс,
ной части Δϕ — сечение гауссоиды, сужается по
т.е. существенно меньше джета. Биполярный поток
мере повышения уровня отсчета, но вблизи вер-
джет — контрдждет эжектируется из сопла диа-
шины происходит насыщение (сплошная линия).
метром´ = 0.12 мс (0.07 пк) и практически уносит
Однако изменение фазы достигает максимального
весь избыточный угловой момент, не доходя до цен-
значения200. Угловое разрешение в этом слу-
тра зоны, эпоха 02.11.2010. Это определяет низкое
чае определяется чувствительностью. При точно-
излучение центрального потока джета и предпола-
сти измерения фазы10% разрешение достига-
гает незначительное количество вещества, выпада-
ет 5% вещественной части Δϕ. Практически это
ющего на формирующееся массивное центральное
ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 45
№8
2019
СЕЙФЕРТОВСКАЯ ГАЛАКТИКА NGC 1275
533
3C84 at 43.136 GHz 2011 Apr 21
1
3C84 at 43.217 GHz 2010 Nov 07
1
0
0
1
1
2
2
1.0
0.5
0
0.5
1.0
1.0
0.5
0
0.5
1.0
Right ascension, mas
Right ascension, mas
Map center: RA: 03 19 48.160, Dec: +41 30 42.103 (2000.0)
Map center: RA: 03 19 48.160, Dec: +41 30 42.104 (2000.0)
Map peak: 0.606 Jy/deam
Map peak: 0.71 Jy/deam
Contours %: 0.512 0.819 1.31 2.1 3.36 5.37 8.59
Contours %: 0.512 0.819 1.31 2.1 3.36 5.37 8.59
Contours %: 13.7 22 35.2 56.3 90.1
Contours %: 13.7 22 35.2 56.3 90.1
Beam FWHM: 0.02
0.02 (mas) at 0
Beam FWHM: 0.02
0.02 (mas) at 0
3C84 at 43.134 GHz 2011 May 22
3C84 at 43.136 GHz 2011 Jun 12
1
1
0
0
1
1
2
2
1.0
0.5
0
0.5
1.0
1.0
0.5
0
0.5
1.0
Right ascension, mas
Right ascension, mas
Map center: RA: 03 19 48.160, Dec: +41 30 42.104 (2000.0)
Map center: RA: 03 19 48.160, Dec: +41 30 42.104 (2000.0)
Map peak: 1.06 Jy/deam
Map peak: 0.591 Jy/deam
Contours %: 0.512 0.819 1.31 2.1 3.36 5.37 8.59
Contours %: 0.512 0.819 1.31 2.1 3.35 5.37 8.59
Contours %: 13.7 22 35.2 56.3 90.1
Contours %: 13.7 22 35.2 56.3 90.1
Beam FWHM: 0.02
0.02 (mas) at 0
Beam FWHM: 0.02
0.02 (mas) at 0
Рис. 2. Карты 3С 84, λ = 7 мм, ϕ = 20 мкс. Схема структуры (в конце рисунка). Эпоха 2.07.2015, ϕ = 10 и 5 мкс.
ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 45
№8
2019
534
МАТВЕЕНКО, СИВАКОНЬ
3C84 at 43.135 GHz 2011 Aug 23
3C84 at 43.135 GHz 2011 Dec 02
1
1
0
0
1
1
2
2
3
4
1.0
0.5
0
0.5
1.0
1.0
0
1.0
Right ascension, mas
Right ascension, mas
Map center: RA: 03 19 48.160, Dec: +41 30 42.106 (2000.0)
Map center: RA: 03 19 48.160, Dec: +41 30 42.104 (2000.0)
Map peak: 0.9 Jy/deam
Map peak: 0.958 Jy/deam
Contours %: 0.512 0.819 1.31 2.1 3.35 5.37 8.59
Contours %: 0.2 0.32 0.512 0.819 1.31 2.1 3.36
Contours %: 13.7 22 35.2 56.3 90.1
Contours %: 5.37 8.59 13.7 22 35.2 56.3 90.1
Beam FWHM: 0.025
0.025 (mas) at 0
Beam FWHM: 0.02
0.02 (mas) at 0
3C84 at 43.134 GHz 2012 Apr 02
1
3C84 at 43.134 GHz 2012 Aug13
0.5
0
0
0.5
1
1.0
1.5
2
2.0
2.5
1.0
0.5
0
0.5
1.0
1.0
0.5
0
0.5
1.0
Right ascension, mas
Right ascension, mas
Map center: RA: 03 19 48.160, Dec: +41 30 42.106 (2000.0)
Map center: RA: 03 19 48.160, Dec: +41 30 42.104 (2000.0)
Map peak: 0.517 Jy/deam
Map peak: 1.01 Jy/deam
Contours %: 0.512 0.819 1.31 2.1 3.36 5.37 8.59
Contours %: 0.5 1 2 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Contours %: 13.7 22 35.2 56.3 90.1
Contours %: 99
Beam FWHM: 0.025
0.025 (mas) at 0
Beam FWHM: 0.02
0.02 (mas) at 10
09 05, Ch. 1..1., no selfcal
Рис. 2. Продолжение
ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 45
№8
2019
СЕЙФЕРТОВСКАЯ ГАЛАКТИКА NGC 1275
535
3C84 at 43.135 GHz 2012 Oct 20
3C84 at 43.135 GHz 2013 Jan 15
1
1
0
0
-1
-1
-2
-2
-3
-4
1.0
0.5
0
-0.5
-1.0
1.0
0
-1.0
Right ascension, mas
Right ascension, mas
Map center: RA: 03 19 48.160, Dec: +41 30 42.104 (2000.0)
Map center: RA: 03 19 48.160, Dec: +41 30 42.104 (2000.0)
Map peak: 1.26 Jy/deam
Map peak: 1.17 Jy/deam
Contours %: 0.512 0.819 1.31 2.1 3.35 5.37 8.59
Contours %: 0.5 1 2 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Contours %: 13.7 22 35.2 56.3 90.1
Contours %: 99
Beam FWHM: 0.02 × 0.02 (mas) at 0°
Beam FWHM: 0.025 × 0.025 (mas) at 10°-09-05, Ch. 1..1., no self
3C84 at 43.135 GHz 2013 Apr 16
3C84 at 43.135 GHz 2013 May 31
1
1
0
0
-1
-1
−2
-2
−3
-3
−4
-4
1.0
0
-1.0
1.0
0
-1.0
Right ascension, mas
Right ascension, mas
Map center: RA: 03 19 48.160, Dec: +41 30 42.104 (2000.0)
Map center: RA: 03 19 48.160, Dec: +41 30 42.104 (2000.0)
Map peak: 0.935 Jy/deam
Map peak: 1.17 Jy/deam
Contours %: 0.2 0.32 0.512 0.819 1.31 2.1 3.36
Contours %: 0.2 0.32 0.512 0.819 1.31 2.1 3.36
Contours %: 5.37 8.59 13.7 22 35.2 56.3 90.1
Contours %: 5.37 8.59 13.7 22 35.2 56.3 90.1
Beam FWHM: 0.02 × 0.02 (mas) at 0°
Beam FWHM: 0.02 × 0.02 (mas) at 0°
Рис. 2. Продолжение
ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 45
№8
2019
536
МАТВЕЕНКО, СИВАКОНЬ
3C84 at 43.135 GHz 2013 Jul 28
1
Clean I map. Array: BFHKLMNOPS
3C84 at 43.008 GHz 2015 Jul 02
0.5
0
0
-1
-0.5
-1.0
-2
-1.5
-3
-2.0
-4
-2.5
1.0
0
-1.0
1.0
0.5
0
-0.5
-1.0
Right ascension, mas
Right ascension, mas
Map center: RA: 03 19 48.160, Dec: +41 30 42.104 (2000.0)
Map center: RA: 03 19 48.160, Dec: +41 30 42.104 (2000.0)
Map peak: 1.24 Jy/deam
Map peak: 1.75 Jy/deam
Contours %: 0.2 0.32 0.512 0.819 1.31 2.1 3.36
Contours %: 0.1 0.2 0.5 1 2 5 10 20 30 40 50 60 70
Contours %: 5.37 8.59 13.7 22 35.2 56.3 90.1
Contours %: 80 90 99
Beam FWHM: 0.02 × 0.02 (mas) at 0°
Beam FWHM: 0.02 × 0.02 (mas) at 0°
3C84 at 43.008 GHz 2015 Jul 02
Источник: 3C84 Частота: 43008 МГц V: 11.2 км/с
0.5
Дата создания: 27.05.2016; Файл: E:\Stanislav\Private\Orion\DifmapView_2010_03
0
0
-0.5
-0.5
-1.0
-1.0
-1.5
-1.5
-2.0
-2.0
-2.5
-2.5
1.0
0.5
0
-0.5
-1.0
1.0
0.5
0
-0.5 -1.0 -1.5
Right ascension, mas
Отн. прямое восхождение, мсек дуги
Map center: RA: 03 19 48.160, Dec: +41 30 42.104 (2000.0)
Map peak: 1.52 Jy/deam
Поляризация: I
Contours %: 0.1 0.2 0.5 1 2 5 10 20 30 40 50 60 70
Iпик: 1.43 Ян/луч Луч: 5 мксек Уровни: %: 0.01 0.02 0.05 0.1 0.2 0.5 1 2 5 10 20 30 40
Contours %: 80 90 99
Beam FWHM: 0.01 × 0.01 (mas) at 0°
Рис. 2. Окончание
тело. Наблюдаемое увеличение диаметра сопла с
от центра. Увеличение диаметра джета
до
= 0.17 мс в апреле до
= 0.23 мс в августе
0.3 мс на расстоянии ρ = 1.5 мс определяется
2011 г. свидетельствует о повышении скорости по-
аналогично — повышенной скоростью поступаю-
ступающего вещества — достижении критического
углового момента на более удаленном расстоянии щего вещества в предшествующий период. Об этом
ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 45
№8
2019
СЕЙФЕРТОВСКАЯ ГАЛАКТИКА NGC 1275
537
1.6
(а)
ρ-центральная/%
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0
1/22/2010
2/26/2011
4/1/2012
5/6/2013
6/10/2014
7/15/2015
8/10/2010
9/14/2011
10/18/2012
11/22/2013
12/27/2014
1/31/2016
1.8
(б)
ρ-левая/%
h
1.6
g
1.4
1.2
f
1.0
e
0.8
d
0.6
c
0.4
b
0.2
a
0
1/22/2010
2/26/2011
4/1/2012
5/6/2013
6/10/2014
7/15/2015
8/10/2010
9/14/2011
10/18/2012
11/22/2013
12/27/2014
1/31/2016
1.8
(в)
ρ-правая/%
h
1.6
1.4
g
1.2
f
1.0
e
0.8
d
0.6
c
0.4
b
0.2
a
0
1/22/2010
2/26/2011
4/1/2012
5/6/2013
6/10/2014
7/15/2015
8/10/2010
9/14/2011
10/18/2012
11/22/2013
12/27/2014
1/31/2016
Рис. 3. Относительное положение фрагментов в левой (а), правой (б) и центральной (в), λ = 7 мм.
ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 45
№8
2019
538
МАТВЕЕНКО, СИВАКОНЬ
1.6
1 2
1.4
1.2
3 1
2.0
1.0
0.8
1.5
0.6
0.4
1.0
0.2
Ряд 1
Ряд 2
2 3
0
−0.2
0
10
20
30
0
2
4
6
8
10
N
Рис. 4. Относительное положение тангенциальных со-
Рис. 5. Относительное положение центров активно-
ставляющих колец джета левого и правого ряда.
стей.
же свидетельствует начало формирования вихря
Кольца центрального потока-джета
№ 2 в потоке джета.
Как ранее уточнялось, яркость фрагментов цен-
трального потока невелика — на пределе обнару-
Форма джета, прецессия
жения. Отдельные фрагменты на уровне 2% про-
являются к концу 2011 г., эпоха 02.11.2010. Об-
Анализ тонкой структуры галактики показы-
щее распределение вкраплений в центральном по-
вает, что в отдельные эпохи форма джета име-
токе за рассматриваемый период представлено в
ет вид спирали, что предполагает прецессию оси
табл. 1 (Матвеенко, Сиваконь, 2019) и показано
вращения. При этом величина угла прецессии —
на рис. 3в. Выделяются группы компонент (a-
амплитуда синусоиды, в 1.5-2 раза выше у правой
f). Исходя из наклона прямых, верхний предел
стенки. Асимметрия может определяться разли-
чием скоростей и плотностью вещества потоков,
скоростей фрагментов центрального джета не пре-
поступающих по рукавам с противоположных на-
вышает v 0.01 с. Средние значения положений
правлений, эпоха 22.05.2011. Полупериод спирали
номера колец левой (×) и правой стороны () в
T /2 по мере удаления потока от сопла увеличива-
зависимости от расстояния ρ в мс приведены на
ется (с 0.25, 0.32 и до 0.34 мс), что свидетельствует
рис. 4. Расстояние между кольцами растает по мере
об увеличении угловой скорости прецессии либо
удаления от сопла с 0.15 мс в начале до 0.29 мс в
уменьшении скорости потока джета за рассматри-
конце рассматриваемого периода.
ваемое время в 1.5 раза.
Анализ сверхтонкой структуры фрагментов на
выходе сопла № 1 с разрешением до 3 мкс уста-
Кольцевые структуры джета
новил небольшое раздвоение компонент на 1.5 мпк
в направлении джет-контрджет. Зоны сопел двух
В параллельных полосках джета наблюдаются
других активных центров размыты в пределах 80 ×
симметричные цепочки фрагментов, соответству-
× 40 и 80 × 120 мкс соответственно.
ющие тангенциальным направлениям колец. Их
Относительное положение центров активно-
яркость не превышает 2% пикового значения. Наи-
более четко эти структуры — две параллельные
сти — сопел, в зависимости от эпох, λ = 7 мм,
цепочки компонент, левая и правая, проявляются
приведены в табл. 2 (Матвеенко, Сиваконь, 2019)
в эпоху 17.10.2011. Положения фрагментов в стен-
и показаны на рис. 5. Расстояние между 1-й
ках джета ρ, выраженные в мс, в течение рассмат-
и 2-й зонами ρ12 за рассматриваемый период
риваемого периода, их яркости T , в процентах от-
увеличивается с 1.7 до
2.4
мс и соответствует
носительно пикового значения (табл. 1, Матвеенко,
0.7 ± 0.15 мс за 4.5 года. Если это изменение
Сиваконь, 2019), приведены на рис. 3а — левая
определяется удалением вихря, то его скорость
сторона, 3б — правая и 3с — центрального потока.
соответствует v = 0.25 ± 0.06 с. Но это может
Среднее относительное положение фрагментов (a-
быть результатом внутренних изменений структуры
h) соответствует линейной зависимости от рассто-
активной зоны. Расстояние между второй и третьей
яния (рис. 4). Расстояние между кольцами 0.18 ±
зонами ρ23 = 0.9 ± 0.1 мс в пределах ошибок
± 0.01 мс (0.1 пк). Скорости фрагментов — наклон
не меняется. Предел скорости в этом случае не
прямых, не превышает v 0.08 с.
превышает v 0.04 с.
ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 45
№8
2019
СЕЙФЕРТОВСКАЯ ГАЛАКТИКА NGC 1275
539
Таблица 1. Яркости сопел. λ = 7 мм. 1 колонка: I пиковое значение Ян/луч, Яркость 2 и 3 сопла в % пикового
значения и 0.01 Ян/луч, φ = 0.15 мсек
Эпоха/№
I, Ян/луч
2%, 0.01 Ян
3%, 0.01 Ян
1
2010.02.10
1.67
5//8
0.5//0.8
2
2010.07.10
1.6
30//48
1//1.6
3
2010.13.10
1.46
30//44
1//1.5
4
2011.21.04
1.5
20//30
5//7.5
5
2011.12.06
1.58
10//15
5//8
6
2011.21.07
1.74
30//52
5//9
7
2011.23.08
2.16
20//43
2//4
8
2011.17.10
1.95
35//68
5//10
9
2011.02.12
1.55
60//93
5//8
10
2012.27.01
1.87
80//150
2//4
11
2012.02.04
1.29
100//129
2//2.6
12
2012.05.03
1.64
100//164
5//8
13
2012.28.05
1.7
70//120
2//3.4
14
2012.05.07
1.9
40//76
5//10
15
2012.13.08
1.96
25//50
2//4
16
2012.28.07
2.88
20//57
1//2.9
17
2012.08.10
2.08
30//62
2//4
18
2012.20.10
2.84
30//85
2//6
19
2012.28.10
2.48
30//74
5//12
20
2012.28.10
3.66
20//73
2//7
21
2012.22.12
2.19
40//88
2//4
22
2013.15.01
2.53
25//63
2//5
23
2013.26.02
2.0
10//20
2//4
24
2013.16.04
2.5
5//13
1//3
25
2013.30.06
2.53
20//50
2//5
26
2013.28.07
3.2
30//96
2//6
27
2013.26.08
1.8
30//54
3//5
28
2013.18.10
3.49
35//122
2//7
29
2013.16.12
2.42
20//48
2//5
30
2014.19.01
2.46
10//25
2//5
31
2014.24.02
2.27
10//23
2//4.6
32
2014.03.05
2.95
20//60
1//3
33
2014.21.06
2.72
30//82
1//3
34
2014.28.07
2.88
20//58
1//3
35
2014.23.09
2.69
10//27
2//5
36
2014.06.12
2.49
20//50
1//2.5
37
2015.11.04
2.88
5//15
1/3
38
2015.11.05
3.19
5//16
1//3
39
2015.09.06
3.49
5//18
1//3.5
40
2015.02.07
3.3
5//17
1//3.3
Множитель
График
30
1
10
ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 45
№8
2019
540
МАТВЕЕНКО, СИВАКОНЬ
180
Ряд 1
160
Ряд 2
140
Ряд 3
120
100
80
60
40
20
0
1
3
5
7
9
11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39
Рис. 6. Пиковые значения яркостей активных зон № 1-3.
Яркость сопел вихрей
кости под углом 65. Эта структура соответствует
формирующемуся вихрю № 2. Эжекция коакси-
Рассматриваемая структура содержит три ак-
ального потока диаметрами
21 0.8 мс и
22
тивных центра. Окружающее вещество поступа-
0.3 мс происходит в восточном направлении X ≈
ет по рукавам с двух противоположных сторон
≈ -90, эпохи 21.04.2011, 02.12.2011, 06.12.2014.
в активную зону № 1, северная, и эжектируется
Скорость потоков достаточно высока — формиру-
в южном направлении в зону № 2, из которой
поступает в восточную зону № 3 и далее в северном
ется вихрь № 3, с коаксиальным джетом,
31
направлении. При этом вещество частично возвра-
0.7 мс и´ 32 0.35 мс эжектируемым в северном
щается в активную зону № 1, завершая полный
направлении X ≈ -10.
цикл движения в крупномасштабном вихре диамет-
Изменение структуры в активной зоне галактики
ром
2 мс (1 пк). По мере последователь-
с разрешением 20 мкс в наиболее активные мо-
ного поступления в зоны яркости сопел должны
менты приведено на рис. 2. Данные на все эпохи
снижаться. Однако такого снижения яркости либо
приведены в работе (Матвеенко, Сиваконь, 2019).
корреляции в явном виде не наблюдается (рис. 6).
Тонкая структура, λ = 2 см. Рассмотрим осо-
Во многом это определяется существенным преоб-
бенности тонкой структуры и кинематики активной
ладанием яркости зоны № 1, относительно которой
области в галактике NGC 1275 на длине волны 2 см
проводится отсчет яркости. Из табл. 1 и графика
с угловым разрешением 25 мкс (14 мпк), получен-
рис. 6 следует, что яркость первого сопла (ряд 1),
ным по архивным данным наблюдений NRAO на
плавно нарастает с 1.5 Ян/луч, разрешение ϕ =
VLBA в период 1995-2015 гг. (рис. 7). Несмотря на
небольшое различие эпох по времени в астрономи-
= 0.15 мс в начале периода, до 3.5 Ян/луч в конце.
ческих масштабах, тонкая структура активной зоны
На этом фоне в эпохи 7, 15, 20 и 28 порядка уровня
галактики претерпевает существенные изменения.
самого фона. Яркость фона второго сопла (ряд 2),
В начале периода 1995-1997 гг. структура имеет
достигает 20-30% яркости сопла первой зоны, но
характерный вид “елочки” — изогнутой веточки с
всплески 11, 20, 28 и 33 в несколько раз превы-
хвоей. Пиковая яркость сопла в этот период не
шают фоновое значение. При этом яркость первого
превышает Iо 0.8 Ян/луч, (Tb 1012 K), а ве-
всплеска достигает максимального пикового зна-
чения. Третий случай (ряд 3) — фоновый уровень
точек — до 10% пикового значения. Эта структу-
сохраняется на уровне 1-2% пикового значения, на
ра может быть представлена как тангенциальные
направления стенок воронок — хвоя нанизана на
уровне которого наблюдаются всплески до 5%: 5, 9,
веточку. Воронки — фрагменты вращающегося пу-
15, 19, 28. Корреляция по времени всплесков 19 и
стотелого потока джета, эжектируемого из сжима-
28, вероятно, носит случайный характер.
ющегося со временем сопла, 27.11.1995. В случае
Одна из особенностей джета первой активной
хвои с противоположной ориентацией правой и
зоны — образование в его удаленной части ρ ≈
левой составляющих это может определяться раз-
1.5 мс структуры эллиптической формы, 02.11.
личием скоростей потоков, поступающих с проти-
2010, λ = 7 мм. Большая ось эллипса ориенти-
воположных рукавов. В эпоху 27.11.1995 меняется
рована параллельно потоку джета. Структура со-
изгиб веточки — джета, на обратный и восстанав-
ответствует проекции окружности, диаметром
ливается в следующую эпоху. Возможно, это опре-
0.5 мс (0.3 пк), наклоненной к картинной плос-
деляется изменением наклона плоскости располо-
ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 45
№8
2019
СЕЙФЕРТОВСКАЯ ГАЛАКТИКА NGC 1275
541
3C84A at 15.365 GHz 1995 Nov 27
3C84A at 15.365 GHz 1997 Feb 09
2
2
1
1
0
0
-1
-1
-2
-2
1
0
-1
1
0
-1
Right ascension, mas
Right ascension, mas
Map center: RA: 03 19 48.160, Dec: +41 30 42.103 (2000.0)
Map center: RA: 03 19 48.160, Dec: +41 30 42.106 (2000.0)
Map peak: 0.79 Jy/deam
Map peak: 0.31 Jy/deam
Contours %: 0.5 1 2 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Contours %: 0.5 1 2 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Contours %: 99
Contours %: 99
Beam FWHM: 0.025 × 0.025 (mas) at 10°-09, Ch. 1..2., FAST
Beam FWHM: 0.025 × 0.025 (mas) at 10°-09, Ch. 1..4., FAST
0316 + 41U at 15.365 GHz 2003 Mar 01
2
0316 + 41U at 15.365 GHz 2000 Sep 28
2
1
1
0
0
-1
-1
-2
-2
1
0
-1
1
0
-1
Right ascension, mas
Right ascension, mas
Map center: RA: 03 19 48.160, Dec: +41 30 42.103 (2000.0)
Map center: RA: 03 19 48.160, Dec: +41 30 42.103 (2000.0)
Map peak: 0.453 Jy/deam
Map peak: 0.396 Jy/deam
Contours %: 0.5 1 2 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Contours %: 0.5 1 2 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Contours %: 99
Contours %: 99
Beam FWHM: 0.025 × 0.025 (mas) at 10°-09, Ch. 1..4., FAST
Beam FWHM: 0.025 × 0.025 (mas) at 10°-09, Ch. 1..2., FAST
Рис. 7. Радиокарты сейфертовской галактики NGC 1275: λ = 2 см, ϕ = 25 мкс, 1995-2015 гг.
ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 45
№8
2019
542
МАТВЕЕНКО, СИВАКОНЬ
0316 + 413 at 15.365 GHz 2004 Aug 09
0316 + 413 at 15.365 GHz 2005 Jun 03
2
2
1
1
0
0
-1
-1
-2
-2
1
0
-1
1
0
-1
Right ascension, mas
Right ascension, mas
Map center: RA: 03 19 48.160, Dec: +41 30 42.103 (2000.0)
Map center: RA: 03 19 48.160, Dec: +41 30 42.104 (2000.0)
Map peak: 1.06 Jy/deam
Map peak: 0.527 Jy/deam
Contours %: 0.5 1 2 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Contours %: 0.5 1 2 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Contours %: 99
Contours %: 99
Beam FWHM: 0.025 × 0.025 (mas) at 10°-09, Ch. 1..4., FAST
Beam FWHM: 0.025 × 0.025 (mas) at 10°-09, Ch. 1..4., FAST
0316 + 413 at 15.365 GHz 2007 Mar 02
2
0316 + 413 at 15.365 GHz 2008 Aug 25
2
1
1
0
0
-1
-1
-2
-2
1
0
-1
1
0
-1
Right ascension, mas
Right ascension, mas
Map center: RA: 03 19 48.160, Dec: +41 30 42.104 (2000.0)
Map center: RA: 03 19 48.160, Dec: +41 30 42.105 (2000.0)
Map peak: 0.724 Jy/deam
Map peak: 0.935 Jy/deam
Contours %: 0.5 1 2 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Contours %: 0.5 1 2 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Contours %: 99
Contours %: 99
Beam FWHM: 0.025 × 0.025 (mas) at 10°-09, Ch. 1..4., FAST
Beam FWHM: 0.025 × 0.025 (mas) at 10°-09, Ch. 1..4., FAST
Рис. 7. Продолжение
ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 45
№8
2019
СЕЙФЕРТОВСКАЯ ГАЛАКТИКА NGC 1275
543
0316 + 413 at 15.365 GHz 2009 May 28
0316 + 413 at 15.357 GHz 2010 Nov 20
3
3
2
2
1
1
0
0
-1
-1
1
0
-1
1
0
-1
Right ascension, mas
Right ascension, mas
Map center: RA: 03 19 48.160, Dec: +41 30 42.105 (2000.0)
Map center: RA: 03 19 48.160, Dec: +41 30 42.103 (2000.0)
Map peak: 0.693 Jy/deam
Map peak: 0.878 Jy/deam
Contours %: 0.5 1 2 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Contours %: 0.5 1 2 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Contours %: 99
Contours %: 99
Beam FWHM: 0.025 × 0.025 (mas) at 10°-09, Ch. 1..8., FAST
Beam FWHM: 0.025 × 0.025 (mas) at 10°-09, Ch. 1..8., FAST
0316 + 413 at 15.365 GHz 2011 Jun 24
0316 + 413 at 15.357 GHz 2012 Nov 29
3
3
2
2
1
1
0
0
-1
-1
1
0
-1
1
0
-1
Right ascension, mas
Right ascension, mas
Map center: RA: 03 19 48.160, Dec: +41 30 42.104 (2000.0)
Map center: RA: 03 19 48.160, Dec: +41 30 42.104 (2000.0)
Map peak: 0.631 Jy/deam
Map peak: 1.72 Jy/deam
Contours %: 0.5 1 2 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Contours %: 0.5 1 2 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Contours %: 99
Contours %: 99
Beam FWHM: 0.025 × 0.025 (mas) at 10°-09, Ch. 1..8., FAST
Beam FWHM: 0.025 × 0.025 (mas) at 10°-09, Ch. 1..8., FAST
Рис. 7. Продолжение
ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 45
№8
2019
544
МАТВЕЕНКО, СИВАКОНЬ
0316 + 413 at 15.365 GHz 2014 Feb 14
0316 + 413 at 15.365 GHz 2014 Jul 31
3
3
2
2
1
1
0
0
1
1
1
0
1
1
0
1
Right ascension, mas
Right ascension, mas
Map center: RA: 03 19 48.160, Dec: +41 30 42.104 (2000.0)
Map center: RA: 03 19 48.160, Dec: +41 30 42.104 (2000.0)
Map peak: 0.814 Jy/deam
Map peak: 1.09 Jy/deam
Contours %: 0.5 1 2 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Contours %: 0.5 1 2 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Contours %: 99
Contours %: 99
Beam FWHM: 0.025
0.025 (mas) at 10
09, Ch. 1..8., FAST
Beam FWHM: 0.025
0.025 (mas) at 10
09, Ch. 1..8., FAST
0316 + 413 at 15.365 GHz 2015 Sep 06
0316 + 413 at 15.365 GHz 2015 May 18
3
3
2
2
1
1
0
0
1
1
1
0
1
1
0
1
Right ascension, mas
Right ascension, mas
Map center: RA: 03 19 48.160, Dec: +41 30 42.106 (2000.0)
Map center: RA: 03 19 48.160, Dec: +41 30 42.106 (2000.0)
Map peak: 0.781 Jy/deam
Map peak: 1.39 Jy/deam
Contours %: 0.5 1 2 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Contours %: 0.5 1 2 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Contours %: 99
Contours %: 99
Beam FWHM: 0.025
0.025 (mas) at 10
09, Ch. 1..8., FAST
Beam FWHM: 0.025
0.025 (mas) at 10
09, Ch. 1..8., FAST
Рис. 7. Окончание
ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 45
№8
2019
СЕЙФЕРТОВСКАЯ ГАЛАКТИКА NGC 1275
545
жения джета — проекции дугообразной структуры
плоскости под углом X ≈ 65. Неравномерность
джета на картинную плоскость, наблюдаемую с
поступающего вещества определяет изменение яр-
ребра. В верхней части веточки расположен яркий
кости сопел.
компактный источник — сопло активной зоны № 1.
Природа структуры и кинематики активной зо-
Далее в джете на расстоянии 0.8 мс расположен
ны самосогласована и соответствует вихревой при-
вихрь зоны № 2. Его яркость достигает пикового
роде. Раздвоение сопла первой системы прояв-
значения. Восточнее вихря на расстоянии 0.3 мс от
ляется при разрешении 3 мкс. Размеры области
него расположен вихрь № 3. Видно, что в эпоху
двух последующих центров активности 80 × 40
12.07.1997 к первому соплу по спиральному рукаву
и 80 × 120 мкс соответственно и вытянуты в
поступает окружающее вещество. В начале 2000 г.
верхняя часть веточки изгибается, дополняя стенку
направлении эжекции потоков. Вращение джетов
эллипса — части окружности, наклоненной к кар-
автоколлимирует потоки и определяет продольную
тинной плоскости. В 2008-2009 гг. эллипс прак-
и круговую составляющие магнитных полей, ори-
тически виден полностью, его размеры равны 2 ×
ентацию поляризации излучения.
× 1 мс, а его большая ось ориентирована под углом
Работа выполнена при поддержке Программы
10. Эллипс соответствует окружности диаметром
Президиума РАН № 28 “Космос: исследования
2мс(1пк),наклоненной подуглом60 ккар-
фундаментальных процессов и их взаимосвязей.
тинной плоскости. Левая часть стенки эллипса —
Раздел Управление”.
центральный поток джета зоны № 1, окружена дву-
мя параллельными полосками — тангенциальными
направлениями стенок пустотелой составляющей
диаметром
0.4 мс, эпоха 25.08.2008. Джет
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
направлен в сторону вихря зоны № 2. В последнем
1.
Баррет А.Х., Кутуза Б.Г., Матвеенко Л.И. и др.,
случае джет — коаксиальный поток, эжектируется
Астрон. журн. 3, 527 (1965).
в направлении вихря активной зоны № 3, эпохи,
предшествующие 2011 г. Коаксиальный поток из
2.
Бербидж, Бербидж (E.M. Berbidge and
G.R. Berbidge), Astrophys. J. 142, 1351 (1965).
зоны № 3 эжектируется в северном направлении
параллельно джету первой системы 12.12.2011.
3.
Дент (W.A. Dent), Science 148, 1458 (1965).
В эпохи 27.02.2011-24.06.2011 в зоне № 2 на-
блюдается повышенное поглощение, которое сни-
4.
Дибай Э.А., Астрофизика 46, 725 (1968).
жает яркостную температуру сопла в 2-4 раза по
5.
Костенко В.И., Матвеенко Л.И., Астрон. журн. 43,
сравнению с соседними эпохами. Рассматриваемая
280 (1966).
структура сохраняется до конца периода 2015 г.
6.
Костенко В.И., Матвеенко Л.И., Астрон. журн. 45,
1181 (1968).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
7.
Матвеенко Л.И., Astron. Nachr. 328, 411 (2007)
Сейфертовская галактика NGC 1275 — стал-
(Early VLBI in the USSR).
кивающиеся галактики, взрывающаяся галактика
8.
Матвеенко Л.И., ИКИ Препринт 2179 (2018).
или космический торнадо? Что следует из их изоб-
ражений? Исследования тонкой структуры актив-
9.
Матвеенко Л.И., ИКИ Препринт 2188 (2018).
ной области галактики с угловым разрешением
20 мкс и сверхтонкой с разрешением несколько
10.
Матвеенко Л.И., Кардашов Н.С., Шоломицкий
микросекунд на длинах волн 2 см и 7 мм установили
Г.Б., Изв. вузов. Радиофизика 4, 651 (1965).
наличие трех последовательных вихрей. Окружа-
11.
Матвеенко Л.И., Коган Л.Р., Костенко В.И. и др.,
ющее вещество повышенной плотности перетекает
Астрон. журн. 50, 1157 (1973).
с высокой скоростью по двум рукавам в активную
зону № 1. Избыточный угловой момент уносит-
12.
Матвеенко Л.И., Селезнев С.В., Письма в
ся джетом — трубкой диаметром0.3 мс (0.2 пк)
Астрон. журн. 41, 774 (2015) [L.I. Matveyenko,
в южном направлении, где формируется второй
S.V. Seleznev, Astron. Lett. 41, 743 (2015)].
вихрь с коаксиальным джетом, эжектируемым в
13.
Матвеенко Л.И., Селезнев С.В., Письма в
западном направлении. На расстоянии 1 мс от него
Астрон. журн. 42, 237 (2016) [L.I. Matveyenko,
формируется третий вихрь с эжекцией джета в
S.V. Seleznev, Astron. Lett. 42, 207 (2016)].
северном направлении параллельно первому дже-
ту. Частично эжектируемый поток возвращается в
14.
Матвеенко Л.И., Сиваконь С.С., Письма в
первую активную зону, замыкая кольцевую струк-
Астрон. журн. 39, 547 (2013) [L.I. Matveyenko,
туру диаметром 1.8 пк, наклоненную к картинной
S.S. Sivakon’, Astron. Lett. 39, 481 (2013)].
ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 45
№8
2019
546
МАТВЕЕНКО, СИВАКОНЬ
15. Матвеенко и др. (L.I. Matveyenko, K.I. Kellermann,
20. Рубин и др. (V.C. Rubin, W.K. Fort, Ch.Jr. Peterson,
I.I.K. Pauliny-Toth, et al.), Preprint IKI № 536
and J.H. Oort) , Astrophys. J. 211, 693 (1977).
(1979).
16. Минковский (R. Minkovsky), IAU Symp. № 4
(Radio Astron. Cambridge Univ. Press., 1957).
21. Скилицции др. (R.T. Schilizzi, M. Cohen,
J.D. Romney, D.B. Shaffer, K.I. Kellerman,
17. Матвеенко Л.И., Келлерманн К.И, Паулини-
Тос И.И.К. и др., Письма в Астрон. журн. 6, 77
G.W. Swenson, Jr., J.L. Yen, and R. Rinehart),
(1980).
Astrophys. J. 201, 263 (1975).
18. Паулини-Тос И.И.К., Пройс Е., Витцел А. и др.,
Письма в Астрон. журн. 4, 64 (1978).
22. Шкловский И.С., Письма в Астрон. журн. 4, 493
19. Ромни (J. Romney),Thesis of Ph. Deg. (Caltech,
(1978).
1979).
ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 45
№8
2019